Arbeitsblatt Rotation starrer Körper mit Lösungen

Kostenloses Arbeitsblatt Rotation starrer Körper zum Ausdrucken: 6 Aufgaben von leicht bis Prüfungsniveau, mit Lösungsschlüssel. Drucke es aus oder speichere es als PDF.

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1.Leicht
k = 0,3 m0 → 1200 rpm90 kg

Ein Schwungrad der Masse 90 kg mit einem Trägheitsradius von 0,3 m wird gleichmäßig aus der Ruhe auf 1200 rpm beschleunigt. Das antreibende Drehmoment ist konstant 34 N·m, und die Reibung kann vernachlässigt werden. Wie lange t dauert das?

m = 90 kgk = 0,3 mn1 = 0 rpmn2 = 1200 rpmT = 34 N·m
t = s
2.Leicht
L = 0,8 mGOd = 0,4 mm = 1 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 1 kg und der Länge 0,8 m dreht sich um eine Achse O senkrecht zum Stab, 0,4 m von seinem Schwerpunkt G entfernt. Bestimme sein Massenträgheitsmoment IO um diese Achse.

m = 1 kgL = 0,8 md = 0,4 m
IO = kg·m²
3.Mittel
0 → 1300 rpmI = 27,5 kg·m²

Ein Motor bringt ein Schwungrad mit einem Trägheitsmoment von 27,5 kg·m² in 2 s aus der Ruhe auf 1300 rpm. Bestimme unter Vernachlässigung von Verlusten die mittlere Leistung Pavg, die er abgibt, in kW.

I = 27,5 kg·m²n = 1300 rpmt = 2 s
Pavg = kW
4.Mittel
v = ?L = 1,8 mm = 4,5 kg

Ein homogener dünner Stab der Masse 4,5 kg und der Länge 1,8 m ist an einem Ende gelagert und wird aus der Ruhe in waagerechter Lage losgelassen. Vernachlässige die Reibung und verwende g = 9,81 m/s². Bestimme die Geschwindigkeit v des freien Endes, wenn der Stab durch die senkrechte Lage schwingt.

m = 4,5 kgL = 1,8 mg = 9,81 m/s²
v = m/s
5.Schwer
θ = 40°as = 3 m

Ein Körper (dünner Reifen) rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 40° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Er startet aus der Ruhe. Wie lange t braucht er, um 3 m die Schräge hinabzurollen?

θ = 40°I = m·r²g = 9,81 m/s²s = 3 m
t = s
6.Schwer
θ = 15°vs = 3 m

Ein Körper (dünner Reifen) startet aus der Ruhe und rollt ohne Gleiten eine Schräge hinab, die um 15° gegen die Waagerechte geneigt ist. Verwende g = 9,81 m/s². Bestimme seine Geschwindigkeit v, nachdem es 3 m entlang der Schräge gerollt ist.

θ = 15°s = 3 mI = m·r²g = 9,81 m/s²
v = m/s

Lösungsschlüssel

  1. 1. t = 29,94 s
  2. 2. IO = 0,2133 kg·m²
  3. 3. Pavg = 127,4 kW
  4. 4. v = 7,278 m/s
  5. 5. t = 1,38 s
  6. 6. v = 2,76 m/s

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